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Scelta del lubrificante, grasso od olio

Performance and operating conditionsBearing type and arrangementBearing sizeLubricationOperating temperature and speedBearing specificationBearing executionSealing, mounting and dismounting

La prima fase nel processo di scelta del metodo di lubrificazione è decidere se optare per grasso od olio. Nella maggior parte dei casi, il grasso è la scelta più appropriata per i cuscinetti aperti.

Diagramma di flusso e criteri per la scelta del metodo di lubrificazione
Un diagramma di flusso di ausilio nella scelta del corretto metodo di lubrificazione è illustrato nel diagramma 1.

I motivi principali per scegliere il grasso sono:
  • convenienza
  • semplicità - il grasso può essere facilmente trattenuto in cuscinetto e alloggiamento, quindi richiede disposizioni di tenuta meno complicate, rispetto a quelle per la lubrificazione ad olio
Le eccezioni principali sono rappresentate da applicazioni in cui:
  • le condizioni di esercizio impongono intervalli di rilubrificazione eccessivamente brevi
  • l'olio di lubrificazione è utilizzato per altri scopi (come nei riduttori)
  • è richiesta la dissipazione del calore attraverso il ricircolo di olio
  • lo spurgo o l'eliminazione del grasso esausto risultano molto complessi o costosi
Intervallo di rilubrificazione stimato per il grasso
Il grasso di lubrificazione si deteriora e quindi ha una durata limitata. La durata del grasso dipende dalle condizioni di esercizio del cuscinetto e dal tipo di grasso. I cuscinetti volventi, quindi, devono essere rilubrificati se:
  • la durata del grasso è inferiore rispetto a quella specificata per il cuscinetto
  • il grasso risulta contaminato
Calcolare l'intervallo di rilubrificazione per il grasso è importante e, se risulta eccessivamente breve, a meno di ricorrere alla lubrificazione automatica (centralizzata) (→ Scelta del grasso idoneo, Sistemi di lubrificazione), si dovrebbe optare per l'olio.

La rilubrificazione dovrebbe essere realizzata in base a una frequenza tale da evitare il deterioramento del grasso, che produce effetti negativi sulla durata del cuscinetto. Quindi, l'intervallo di rilubrificazione di SKF, tfè definito come il periodo di tempo al termine del quale esiste solo l'1% di probabilità che si verifichi un cedimento dei cuscinetti dovuto al deterioramento del grasso. Questo periodo rappresenta la durata L1 durata del grasso. L10 La durata del grasso rappresenta il 10% di probabilità di cedimento dovuto al deterioramento del grasso. La durata del grasso dipende, principalmente da:
  • tipo e dimensione del cuscinetto
  • velocità
  • rapporto di carico C/P
  • temperatura di esercizio
  • tipo di grasso
In linea generale, i grassi standard possono operare fino a una temperatura massima di 100 °C (210 °F) sull'anello alla massima temperatura. Oltre tale temperatura, si deve ricorrere a grassi speciali o sistemi di lubrificazione automatici (centralizzati), altrimenti la durata del grasso sarà troppo breve.

Intervalli di rilubrificazione

Utilizzare il diagramma 2 per valutare gli intervalli di rilubrificazione tf. Il diagramma si applica per cuscinetti con anello interno rotante su alberi orizzontali, in condizioni di esercizio normali e pulite, utilizzando:
  • il fattore ndm moltiplicato per il relativo fattore del cuscinetto bf dove
    • n = velocità di rotazione [r/min]
    • dm = diametro medio cuscinetto [mm] = 0,5 (d + D)
    • bf = fattore relativo al cuscinetto che dipende dal tipo di cuscinetto e dalle condizioni di carico (tabella 1)
  • il rapporto di carico C/P
L'intervallo di rilubrificazione tf si definisce come il numero stimato di ore di esercizio in cui un grasso di buona qualità al sapone di litio con olio base minerale può garantire prestazioni efficienti durante il funzionamento a una temperatura di 70 °C (160 °F). I grassi a elevate prestazioni consentono una maggiore durata e un intervallo di rilubrificazione più lungo.

Gli intervalli di rilubrificazione riportati nel diagramma 2 devono essere rettificati in base alla tabella 2.

Se il fattore velocità ndm supera il 70% dei limiti consigliati (tabella 1), verificare l'influenza del lubrificante scelto su temperatura e velocità di esercizio

In linea generale, intervalli di rilubrificazione oltre 30.000 ore non sono affidabili, perché superano la durata prestazionale prevedibile (a causa dell'invecchiamento del lubrificante) della maggioranza dei grassi.

Regolazioni per l'intervallo di rilubrificazione

La tabella 2 riporta varie rettifiche per gli intervalli di rilubrificazione per condizioni di esercizio differenti. Gli intervalli di rilubrificazione si possono anche calcolare utilizzando l'SKF Bearing Calculator.

Determinare la quantità di grasso per il riempimento iniziale e la rilubrificazione
Di norma, lo spazio libero nei cuscinetti viene riempito completamente durante il montaggio, mentre lo spazio libero nei supporti ritti SKF solo parzialmente. SKF consiglia di prevedere uno spazio libero su ciascun lato del cuscinetto nei supporti progettati dai clienti corrispondente allo spazio libero nel cuscinetto. Per i cuscinetti con gabbia in metallo, lo spazio libero è approssimativamente



dove
spazio libero nel cuscinetto [cm3] (per grassi standard, massa in grammi moltiplicata per 0,9; per grassi fluorurati, massa in grammi moltiplicata per circa 2) 

ampiezza cuscinetto [mm]
diametro esterno [mm]
diametro foro [mm]
massa cuscinetto [kg]


Per i cuscinetti con gabbia non metallica, la formula restituisce una leggera sovrastima.

In base al metodo di rilubrificazione, SKF consiglia:
  • rilubrificazione dal lato del cuscinetto (fig. 1).
    • riempimento iniziale: 40% dello spazio libero nell'alloggiamento
    • quantità di rabbocco: Gp = 0,005 D B
  • rilubrificazione attraverso i fori al centro dell'anello interno o esterno (fig. 2)
    • riempimento iniziale: 20% dello spazio libero nell'alloggiamento
    • quantità di rabbocco: Gp = 0,002 D B
dove
Gp quantità di grasso da aggiungere durante il rabbocco [g]
diametro esterno del cuscinetto [mm]

ampiezza totale cuscinetto [mm] (per i cuscinetti a rulli conici utilizzare T, per quelli assiali utilizzare l'altezza H)


Durante il periodo di rodaggio, il grasso in eccesso nel cuscinetto si distribuisce o fuoriesce. Al termine del periodo di rodaggio, la temperatura di funzionamento diminuisce ad indicare che il grasso si è distribuito.

Tuttavia, quando i cuscinetti devono operare a velocità molto basse e si richiede una buona protezione contro la contaminazione e la corrosione, SKF consiglia di riempire l'alloggiamento di grasso dal 70% al 100%.

Procedure di rilubrificazione
Scegliere un metodo di rilubrificazione adatto all'applicazione e all'intervallo di rilubrificazione tf. SKF consiglia uno dei seguenti metodi:
  • La rilubrificazione manuale mediante rabbocco è una procedura funzionale. Consente di non interrompere il lavoro e, rispetto alla rilubrificazione continua, di ottenere una temperatura costantemente bassa.

  • La rilubrificazione automatica (centralizzata) consente di evitare le problematiche associate all'ingrassaggio eccessivo o insufficiente. Questo metodo si utilizza comunemente in applicazioni in cui sono presenti molti punti di lubrificazione o le posizioni di lubrificazione sono difficilmente accessibili, oppure in applicazioni gestite in remoto senza personale di manutenzione locale (diagramma 3).

  • La lubrificazione continua si adotta quando gli intervalli di rilubrificazione stimati sono brevi a causa degli effetti dannosi della contaminazione. La Lubrificazione continua è consigliata tipicamente in caso di valori per il fattore ndm < 150.000 per i cuscinetti a sfere e < 75.000 per quelli a rulli. In questi casi il riempimento iniziale di grasso per l'alloggiamento può essere compreso tra il 70% e il 100%, (in base alle condizioni di esercizio e il sistema di tenuta del supporto), e la quantità di rilubrificazione per unità di tempo si ricava dalle formule per Gp (→ Determinare la quantità di grasso per il riempimento iniziale e la rilubrificazione), applicando la quantità di grasso richiesta nell'arco dell'intervallo di rilubrificazione.

Si devono prevedere predisposizione per lo spurgo del grasso esausto dal sopporto. Se si deve spurgare un eccesso di grasso esausto dal supporto, le tenute striscianti lo devono consentire (considerare il tipo e l'orientamento della tenuta). In caso contrario, si deve prevedere un foro di spurgo nel supporto – non si possono utilizzare tubi, poiché possono ostacolare lo spurgo del grasso. Il foro di spurgo deve essere tappato quando si effettua la pulizia ad alta pressione.

Se si utilizzano cuscinetti di tipo differente in una disposizione, di solito, si sceglie l'intervallo di rilubrificazione più breve stimato tra tutti i cuscinetti del sistema.

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